Инженерная обстановка при катастрофическом затоплении от разрушений гидротехнических сооружений

Министерство образования Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Норильский индустриальный институт

Кафедра экологии, химии и безопасности жизнедеятельности

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

По дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»

 тема: «Инженерная обстановка при катастрофическом затоплении от

разрушений гидротехнических сооружений»

Вариант – 23

Выполнил:                                                                                                      ст. гр. ГИ-04

                                                                                                                         Хамидов Д. В.

Проверил:                                                                                                      преподаватель

Галишевская В.В.

г. Норильск 2008 г

В результате землетрясения в плотине образовалась брешь, приведшая к полному разрушению гидроузла под напором воды и образованию волны прорыва. Ниже плотины в 32 км находится населенный пункт А., состоящий из кирпичных домов средней этажности. В 35 км находится деревянный мост высотой 4 метра над бытовым потоком. В 50 км от плотины находится населенный пункт Б., состоящий из малоэтажных кирпичных и деревянных зданий. Дорога с асфальтовым покрытием.

Характеристика водохранилища и реки ниже плотины: объем водохранилища W_B - 135 млн.м³; ширина водохранилища перед плотиной В - 109 м; глубина водохранилища перед гидроузлом Н - 45 м; коэффициент А – 2; глубина реки ниже плотины h_б – 3,5 м; скорость течения V_б = 1,8 м/с; форма сечения долины в створе гидроузла – трапециидальная; русло реки до отметки 40 км извилистое, далее – с широкими затопленными поймами; участки реки: L1 = 15 км  i = 0,014; L2= 10 км  i = 0,01; L3 = 15 км  i = 0,018; L4 = 5 км  i = 0,0015; L5 = 15 км  i = 0,001.

Требуется определить:

§  параметры волны прорыва на участке реки между створом гидроузла и последним створом и построить график ее движения;

§  время, в течение которого возможна эвакуация людей из населенных пунктов А. и Б.;

§  время использования моста для эвакуации населения;

§  время начала спасательных работ с использованием плавсредств, допустимых для использования при скорости течения реки менее 2 м/с, и не плавающей техники;

§  границы возможных затоплений;

§  характер разрушений в зоне затопления.

Ход работы:

По условию, русло реки разделено на 4 расчётных участка и 5 створов, где первый створ – створ разрушенной плотины.

I створ. Определяем параметры волны прорыва в створе полного разрушения гидроузла:

1.  Находим высоту волны прорыва на первом створе:

2.  Определяем время прохождения волны прорыва через створ разрушенной плотины(для трапециидального русла – 0,75):

II створ. Находим основные данные движения волны прорыва на первом участке и параметры, характеризующие ее во втором створе.

3.  Определяем время добегания волны до второго створа:

где V₁=11 т.к. река на данном участке извилистая с заросшими или неровными каменистыми поймами, с расширениями и сужениями поймы i=0,014

4.  Находим высоту волны прорыва на втором створе:

Для этого находим значение отношения времени добегания волны до второго      створа t₂ ко времени полного опорожнения водохранилища Т₁:

Используя метод интерполяции, по таблице находим значения H_B2/H_B1 и T₂/T_1, соответствующие отношению t₂/T₁=0,4.

Находим время прохождения волны прорыва через второй створ:

III створ. Находим основные данные движения волны прорыва на втором  участке и параметры, характеризующие ее во третьем створе.

5.  Определяем время добегания волны до третьего створа:

где V₂=8 т.к. река на данном участке извилистая с заросшими или неровными каменистыми поймами, с расширениями и сужениями поймы i=0,01

6.  Находим высоту волны прорыва на третьем створе:

7.  Находим время прохождения волны прорыва через третий створ:

IV створ. Находим основные данные движения волны прорыва на третьем участке и параметры, характеризующие ее во четвёртом створе.

8.  Определяем время добегания волны до четвёртого створа:

где V₃=13 т.к. река на данном участке извилистая с заросшими или неровными каменистыми поймами, с расширениями и сужениями поймы i=0,018

9.  Находим высоту волны прорыва на четвёртом створе:

10. Находим время прохождения волны прорыва через четвёртый створ:

V створ. Находим основные данные движения волны прорыва на четвёртом участке и параметры, характеризующие ее в пятом створе.

11. Определяем время добегания волны до пятого створа:

где V₄=2 т.к река на данном участке с широким затопленнием поймам i=0,0015

12. Находим высоту волны прорыва на пятом створе:

13. Находим время прохождения волны прорыва через пятый створ:

VIствор. Находим основные данные движения волны прорыва на пятом участке и параметры, характеризующие ее в шестом створе.

14. Определяем время добегания волны до шестого створа:

        

где V₅=1 т.к. река на данном участке извилистая с заросшими или неровными каменистыми поймами, с расширениями и сужениями поймы i=0,001

15. Находим высоту волны прорыва на шестом створе:

16. Находим время прохождения волны прорыва через шестой створ:

1.  Определяем время добегания волны до пятого створа:

2.  РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА.

Данные движения волны прорыва на участке и параметры её в створе:	L0=0 км i=0	L1=15 км i=0,014	L2=10 км i=0,01	L3=15 км i=0,018	L4= 5км i=0,0015	L5=15 км i=0,001
Высота волны прорыва, м	НВ1=23,5	НВ2=14,57	НВ3=12,24	НВ4=10,527	НВ5=8,74	НВ6=6,87
Время прохождения волны через створ, ч	Т1=3,43	Т2=5,11	Т3=6,23	Т4=7,1	Т5=9	Т6=21.96
Время добегания волны до створа, ч	t0=0	t1=1,36	t2=1,25	t3=1,15	t4=2,5	t5=15

3.  Строим график движения волны прорыва (см. формат А3); где

I – график изменения волны прорыва по высоте; II – график движения фронта волны;

III – график движения хвоста волны; IV – график движения гребня волны.

Далее по графику определяем:

4.  Время, в течении которого возможна эвакуация людей из населённых пунктов

А. и Б.:

время эвакуации для пункта н.п. А. – 3,2часа;

график затопления показал что эвакуация из н.п. Б не требуется ;

время использования моста для эвакуации населения 3,3 часа;

5.  Время начала проведения спасательных работ с использованием плавсредств,

допустимых для использования при скорости течения реки менее 2 м/с, и не плавающей техники:

 

где  - скорость бытового потока, м/с;

       - высота волны в створе н.п.М., м;

       - глубина бытового потока в створе н.п.М., м; по условию глубина принята средней по всей длине реки 3,5 м.

В нашем случае V_б = 1,8 м/с. Следовательно, V = 1,8 м/с, если выражение в скобках будет равно единице, а это возможно при Н_ВМ = h_НМ. По условию h_НМ = 3,5 м, следовательно скорость потока станет равной 1 м/с при высоте волны в данном створе 3,5 м.

По графику, начало спасательных работ с использованием плавсредств, для пункта А., возможно через 7,2  часов после разрушения гидроузла или через 4 часа после окончания эвакуации;

По графику, начало спасательных работ с использованием плавсредств, для деревянного моста, возможно через 8,6  часов после разрушения гидроузла или через 5,3 часа после окончания эвакуации;

По графику, начало спасательных работ с использованием не плавающей техники, для пункта А, возможно через 8,9 часа после разрушения гидроузла или через 5,7 часа после окончания эвакуации;

По графику, начало спасательных работ с использованием не плавающей техники, для

моста, возможно через 9,2 часа после разрушения гидроузла или через 5,9 часа после окончания эвакуации;

6.  Границы возможных затоплений:

Определяются по графику и наносятся на схему участка местности (см. схема формат А4).

7.  Характер разрушений в населённом пункте под воздействием волны прорыва:

Характер разрушений определяется по табл.2 в зависимости от высоты и скорости потока.

В населенном пункте А. высота волны составляет 11,8 м.

Скорость находим из соотношения:

(м/с).

По табл.2 определяем, что оказавшиеся в зоне затопления кирпичные дома средней этажности подвергаются сильным и полным разрушениям.

Возле деревянного моста высота волны составляет 11,2 м.

Скорость находим из соотношения:

(м/с).

По табл.2 определяем, что оказавшиеся в зоне затопления деревянный мост подвергнется сильным и полным разрушениям.